本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
想象一下，你被扔到沙漠中央，被要求在接下来的七个小时内绘制出周围一平方英里的地质图。你会怎么做？你会如何开始？在这种情况下做出决策取决于对周围环境的解读，从而形成可行的假设，这将有助于你决定去哪里、何时去以及到达那里后要寻找什么。
每个科学领域都有其学科特有的一套技能。在学习进行科学研究时，大多数人从批判性分析和定义研究问题开始。但最终需要培养的技能变得不那么传统：立即识别鸟鸣声、在飞行中修理科学仪器，甚至每天徒步八个小时。这些技能和经验不仅构成了研究人员的工具箱，还构成了一种思考和处理问题的方式。
在野外地质学领域，最近开始推动研究地质学家在野外处理和解决问题的方式——这个过程称为地质认知。常见的地质学家格言表明，这些技能只是通过经验积累的，诸如“最好的地质学家是见过最多岩石的人”之类的说法流传甚广。但是，除了接触和经验之外，在这个过程中还必须获得一些东西，才能使经验丰富的野外地质学家能够更好地提出正确的问题、到达正确的地方，并尽可能最好地利用他们的时间。通过研究从学生到专家等各种人群的行动和动机，研究人员开始识别出构成这种特定自然景观处理方法的一些技能和方法。
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当试图对地质学家在野外面临的认知任务类型进行分类时，研究人员将它们与负责自然主义决策 (NDM) 的其他人进行了比较——在这种情况下，必须在数据匮乏、时间有限的情况下迭代地做出决策或解决问题。研究 NDM 的其他一些领域包括消防、军事指挥和空中交通管制。这些可能不是人们传统上认为的科学组成部分，但它们肯定相关。
一位新手和一位专家的步行路径和生成的地图示例（来源：Petcovic, Libarkin, & Baker 2009）
初步的地质认知研究在方法上略有不同，每项研究都试图确定哪种数据能够深入了解地质学家在实践中的决策过程。在一项研究中，一组学生只被赋予了我们开篇段落中的任务——七个小时来制作约 2 平方公里的地质图。他们的行动通过 GPS 跟踪，并根据地图的总体准确性、他们的路径是否将他们带到包含关键数据的地方，以及他们在该区域移动的效率进行评分。另一项研究包括学生和专家，并为一些参与者在绘制密歇根州一个较小区域的地图时，添加了一个“边思考边说话”的音频记录。
虽然这些研究中的发现是初步的，值得进一步调查，但已经有一些值得注意的有趣之处。
经验不足的绘图员往往在空间中移动的效率较低——在区域上重复折返，或者被迫在临近结束时加快步伐。经验不足的绘图员也可能会错过关键区域，或者无法理解这些位置中数据的意义。即使这些绘图员确实发现并正确测量了重要结构，他们也更不可能将其放置在地图上的正确位置。
其中一些结果可以归因于对岩石类型、地质结构的缺乏熟悉，甚至缺乏将真实景观与地图表示相关联的经验。然而，研究人员发现了另一个可能影响所有这些点的根本差异：绘图员是否对该区域的整体背景有一个可行的假设。
当经验丰富的绘图员边思考边说话或解释他们的地图时，他们通常会考虑他们认为地表之下可能发生的事情，或者他们在该区域的结构中看到的整体模式。当他们进行测量并遇到新的结构时，他们会承认一些假设变得更有说服力，而另一些假设则不太可能。随着信息累积到这个整体心理模型中，未来的决策和问题会根据最有可能的情况来面对。
研究人员记录了绘图员的去向、到达速度以及他们是否多次经过某些区域（来源：Riggs, Lieder & Balliet 2009）
在没有此类假设的情况下，路径和测量值更具随意性，并且更有可能在最后进行整合以进行潜在的解释。
虽然这些地质认知研究可以作为基于科学的自然主义决策在短期内可能是什么样子的一个例子，但这种决策似乎在整个科学领域普遍存在是合理的。当仪器发生故障、自然灾害发生、疾病被诊断出来，或者卫星只对遥远的行星进行单次飞掠时，都必须做出决策。永远不会有机会获得所有期望的信息来进行理想的决策，但是将所有可用的信息整合到有意义的模型集中的能力使得至少可以做出一个你可以坚持的决策。
参考文献
Heather L. Petcovic, Julie C. Libarkin 和 Kathleen M. Baker (2009)一种用于调查野外地质认知的实证方法。《地球科学教育杂志》：2009 年 9 月，第 57 卷，第 4 期，第 316-328 页。
Eric M. Riggs, Christopher C. Lieder 和 Russell Balliet (2009) 野外地质问题解决：高级本科生野外导航和制图分析。《地球科学教育杂志》：2009 年 1 月，第 57 卷，第 1 期，第 48-63 页。